开关磁阻电机控制系统的制作方法
【专利说明】 开关磁阻电机控制系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种开关磁阻电机控制系统。
【背景技术】
[0003]自本世纪80年代以来，开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)的研究在国内外都取得了很大的发展，而且作为一种新型调速驱动系统，它兼有直流传动和普通交流传动的优点，已经广泛应用于工业、家用电器、电动车辆等诸多领域。伴随着微电子技术的迅速发展和数字信号处理理论与技术的不断完善，数字信号处理器((DigitalSignal Processor, DSP)作为电子信息领域的新型高科技产品，更为电机系统的数字化控制注入了新的生机。
【发明内容】
[0004]为提供一种更高效的开关磁阻电机，本发明公开了一种开关磁阻电机控制系统。
[0005]本发明所述开关磁阻电机控制系统，包括中央处理器，与中央处理器连接的驱动电路和速度设定模块，所述驱动电路与开关磁阻电机的功率主电路控制连接，还包括与中央处理器连接的信号转换电路，所述信号转换电路的信号输入端与传感器组连接，所述传感器组对开关磁阻电机的负载进行采样。
[0006]优选的，所述传感器组由电流传感器和位置传感器组成。
[0007]优选的，还包括与中央处理器连接的显示电路。
[0008]具体的，所述中央处理器为TMS320F420。
[0009]优选的，还包括为中央处理器和驱动电路供电的多路控制电源。
[0010]本发明所述开关磁阻电机控制系统，实现了全数字控制，具有高效、实时、动态性能好、噪声低的优点。
【附图说明】
[0011]图1是本发明一种【具体实施方式】示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0013]本发明所述开关磁阻电机控制系统，包括中央处理器，与中央处理器连接的驱动电路和速度设定模块，所述驱动电路与开关磁阻电机的功率主电路控制连接，还包括与中央处理器连接的信号转换电路，所述信号转换电路的信号输入端与传感器组连接，所述传感器组对开关磁阻电机的负载进行采样。
[0014]采用美国TI (德州仪器)公司生产的16位数字信号处理器TMS320F240X系列的TMS320LF2407 DSP芯片作为控制器，用脉冲宽度调节(Pulse Width Modulat1n, PffM)技术的控制方法来实现数字化的闭环控制，从而实现了开关磁阻电动机的全数字化控制。
2硬件设计方案
开关磁阻电机调速系统是由SRM、功率变换电路、DSP控制器、位置传感器等组成。本系统的硬件框图如图1:
可以用来构成SRD功率变换器的主开关器件主要有普通晶闸管、大功率晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、MOS场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。电动机功率变换器主开关器件的选择与电动机的功率等级、供电电压、峰值电流、成本等有关；另外还与主开关器件本身的开关速度、触发难易、开关损耗、抗冲击性、耐用性及市场普及性有关系。
[0015]绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是80年代出现的新型复合开关器件，具有工作频率较高，控制实现比较简单，而且单管的电压定额与电流定额也已经做得很大，已经可以满足对本装置功率器件的要求，因此经综合考虑选用IGBT作为本系统SRD功率变换器的主开关器件。
[0016]在考虑到对驱动电路要求动态驱动能力强、能向IGBT提供适当的正反向栅压、有足够的输入、输出电隔离能力、具有栅压限幅电路，保护栅极不被击穿、自身带有对IGBT的保护功能，并有较强的抗干扰能力，本系统采用的驱动电路模块是EXB84I，可实现IGBT的最优驱动。该电路的优点是驱动电路集成化，抗干扰能力强，速度较高，保护功能较完善，
位置传感器设计位置检测器作用是向DSP端口正确提供转子位置信息。本系统的转子位置信号传感器是由光电传感元件(固定部分)和光电盘(旋转部分)构成，齿盘上6个间隔30°的齿槽,与电机转子同轴。光电传感器S、P固定在电机机壳上，当齿遮挡传感器的光路，光敏管处于截止状态；当光敏管受光导通。电机旋转时，传感器输出30°的方波信号。
[0017]电机速度的检测主要是通过检测传感器输出信号来实现的。可以采用检测脉冲宽度、频压转换或其它方式来实现，本文采用的是脉冲宽度测速法，采用了 DSP数字PI调节器，实现SRM的闭环控制.PI控制的原理是根据给定值与实际输出值之间的偏差E(t)来进行控制的，将偏差的比例(P)和积分(I)通过线性组合构成PI调节器，对受控对象进行控制。
[0018]如上所述，可较好的实现本发明。
【主权项】
1.开关磁阻电机控制系统，其特征在于，包括中央处理器，与中央处理器连接的驱动电路和速度设定模块，所述驱动电路与开关磁阻电机的功率主电路控制连接，还包括与中央处理器连接的信号转换电路，所述信号转换电路的信号输入端与传感器组连接，所述传感器组对开关磁阻电机的负载进行采样。2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，所述传感器组由电流传感器和位置传感器组成。3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，还包括与中央处理器连接的显示电路。4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，所述中央处理器为TMS320F420。5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机控制系统，其特征在于，还包括为中央处理器和驱动电路供电的多路控制电源。
【专利摘要】本发明所述开关磁阻电机控制系统，包括中央处理器，与中央处理器连接的驱动电路和速度设定模块，所述驱动电路与开关磁阻电机的功率主电路控制连接，还包括与中央处理器连接的信号转换电路，所述信号转换电路的信号输入端与传感器组连接，所述传感器组对开关磁阻电机的负载进行采样。本发明所述开关磁阻电机控制系统，实现了全数字控制，具有高效、实时、动态性能好、噪声低的优点。
【IPC分类】H02P6/06, H02P6/16
【公开号】CN105591574
【申请号】CN201410552312
【发明人】廖蓉
【申请人】廖蓉
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月19日